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UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
LA INFLUENCIA DEL ACEITE DE PALMA EN LA REDUCCION DE
LA VISCOSIDAD DE LOS ASFALTOS
Línea de Investigación: Materiales
TESIS
PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
AUTORES: Br. JOSE MANUEL FERNANDEZ VALDIVIEZO
Br. ANDERSON JEAN PIEER YBAÑEZ BAZAN
ASESOR: Ms. Ing. OSWALDO HURTADO ZAMORA
TRUJILLO – PERU2015
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR
ORREGO FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TESIS
LA INFLUENCIA DEL ACEITE DE PALMA EN LA REDUCCION DE
LA VISCOSIDAD DE LOS ASFALTOS
JURADO CALIFICADOR
Ing. Carlos Vargas CárdenasPRESIDENTE
Ing. Tito Burgos Sarmiento Ing. Rodríguez Ramos Mamerto SECRETARIO VOCAL
Ing. Oswaldo Hurtado ZamoraASESOR
I
INFORME FINAL TERMINACIÓN DE TESIS
Señor : Ing. Vargas Cárdenas Carlos Director Escuela Profesional de Ingeniería Civil
(e) Asunto : Informe final de asesoramiento de tesis
Fecha : Trujillo, 07 de Septiembre de 2015.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------De conformidad con el Art. 196 del Reglamento General, Reglamento Docente y de
Grados y Títulos de la Universidad Privada “Antenor Orrego”, cumplo con emitir
informe final del asesoramiento de la Tesis: "LA INFLUENCIA DEL ACEITE DE
PALMA EN LA REDUCCION DE LA VISCOSIDAD DE LOS ASFALTOS” de los Bachilleres:
Fernández Valdivieso José Manuel y Ybañez Bazán Anderson Jean Pieer,
nombrado con Resolución N°0663-2014-FI-UPAO.
La tesis antes mencionada está completamente terminada y conforme a la guía de
presentación de tesis de la Escuela de Ingeniería Civil y con el rigor científico que amerita,
quedando expedita para su evaluación por parte del jurado y las instancias que crea
convenientes.
Por lo expuesto, agradeceré a usted, tomar en consideración el presente trabajo, y se le
designe el Jurado, para su evaluación y sustentación respectiva.
Atentamente,
………………………………………Ing. Hurtado Zamora Oswaldo
I N D I C E
DEDICATORIA……………………………………………………………………………IV
AGRADECIMIENTOS……………………………………………………………………VI
RESUMEN………………………………………………………………………………...VII
ASTRACT………………………………………………………………………………….VIII
I. INTRODUCCION…………………………………………………………………..IX
I.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION…………………………….1
I.2. FORMULACION DEL PROBLEMA……………………………………….2
I.3. JUSTIFICACION DEL PROBLEMA………………………………………2
I.4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………………….3
I.5. OBJETIVO GENERAL……………………………………………………...4
I.6. HIPOTESIS GENERAL……………………………………………………..4
I.7. VARIABLES………………………………………………………………….4
II
D E D I C A T O R I A
A DIOS, Por permitirme llegar a este
momento tan importante en mi vida.
Por los triunfos, estar a mi lado en los
momentos difíciles y enseñarme a
enfrentarlos, además de su infinita
bondad, amor y salud.
A MIS PADRES, Manuel y
Adela por su amor, trabajo y
sacrificio, que en todos estos
años han sido la guía y el
camino para poder llegar
hasta aquí, que con su
ejemplo, dedicación y palabras
de aliento, estuvieron
impulsándome en los
momentos más difíciles de mi
carrera. Los amo
A MI AMIGOS, Por estar en los
momentos que los necesite, como por
permitirme formar parte de ellos. GRACIAS
III
IV
Br. José Fernández Valdiviezo
A DIOS, Por permitirme llegar a este
momento tan importante en mi vida.
Por los triunfos, estar a mi lado en los
momentos difíciles y enseñarme a
enfrentarlos, además de su infinita
bondad, amor y salud.
A MIS PADRES, Elver y Ana
María por su amor, trabajo y
sacrificio, que en todos estos
años han sido la guía y el
camino para poder llegar
hasta aquí, que con su
ejemplo, dedicación y palabras
de aliento, estuvieron
impulsándome en los
momentos más difíciles de mi
carrera. Los amo
A MI HERMANA, que espero este
muy orgulloso de mi, así como yo de ella!
ESTE LOGRO NO ES TAN SOLO MIO,
SINO TAMBIEN TUYO!
A MIS AMIGOS, Por estar en
los momentos que los necesite,
como por permitirme formar
parte de ellos. GRACIAS
Br. Anderson Ybañez Bazan
V
A G R A D E C I M I E N T O S
Esta Tesis no hubiera sido posible sin la participación, el apoyo y la compañía de
muchas personas. En primer lugar queremos agradecer a nuestros padres, hermanos
y a nuestra familia, ya que ellos nos dieron la vida y cuidaron de nosotros en los
momentos de fragilidad. Gran parte de lo que somos se lo debemos a ellos.
Una persona central en esta tesis, así como en nuestra formación universitaria,
profesional y humana ha sido a nuestro asesor Mg. Hurtado Zamora Oswaldo a él por
su apoyo metodológico y profesional para la orientación en el desarrollo de nuestra tesis.
Asimismo, gracias por la gran cantidad y calidad de saberes brindados en este tiempo.
Un agradecimiento especial a la Universidad Privada Antenor Orrego, Facultad de
Ingeniería, Escuela Profesional de Ingeniería Civil, por el apoyo brindado en la etapa
de nuestra titulación. Y a nuestros docentes de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil
que a lo largo de nuestra formación académica nos inculcaron la dedicación al estudio
y a la constante superación personal. Y sobre todo a estar siempre identificados con
nuestra Universidad.
Los autores.
VI
R E S U M E N
El aumento de la conciencia ambiental y una regulación más estricta de las
emisiones atmosféricas han llevado a un desarrollo de producción de mezclas
asfálticas tibias.
Las mezclas asfálticas tibias son aquellas que se producen a una temperatura
menor que las mezclas en calientes y pretende reducir la viscosidad del asfalto
hasta lograr una adecuada envuelta de los agregados y el asfalto.
En cuanto a los beneficios de utilizar mezclas tibias en el medio, cabe resaltar
que al tener que calentar menos el asfalto para elaborar la mezcla asfáltica
ahorramos el consumo de combustible reduciendo las emisiones de diversos
gases, siendo el principal el Dióxido de Carbono que es el responsable del
calentamiento global. En Estados Unidos la producción aproximada de Dióxido
de Carbono en las plantas de mezcla asfálticas en caliente es de
aproximadamente 2.500 toneladas por año, con el uso de las mezclas
asfálticas es posible reducir esta cantidad hasta 1.700 ton.
Se ha evidenciado que el crudo de palma que contenga buenas características
de pureza y cumpla con los parámetros de control exigidos puede ser utilizado
como reductor de viscosidad y por consiguiente se puede hacer una mezcla
crudo de palma – asfalto, con el fin de producir mezclas asfálticas tibias.
Este trabajo se hizo en forma experimental en laboratorio logrando unos
resultados satisfactorios en cuanto al desempeño de la mezcla asfáltica tibia
comparada con las mezclas en caliente.
Con base en lo anterior se puede concluir que el crudo de palma es una opción
viable para reducir la viscosidad del asfalto a menores temperaturas y se puede
utilizar en la producción de mezclas asfálticas, además se puede incluir dentro
de las técnicas utilizadas para tal objetivo.
VII
A B S T R A C T
Increased environmental awareness and stricter regulation of air emissions
have led to development of production of warm asphalt mixes.
The warm asphalt mix are those which occur at a lower temperature mixes hot
and aims to reduce the viscosity of the asphalt to achieve a suitable enclosure
of aggregates and asphalt.
As for the benefits of using warm mixtures in the environment, it should be
noted that at least having to heat the asphalt to produce asphalt save fuel by
reducing emissions of different gases, the main one being carbon dioxide is
responsible for global warming. In the United States the approximate carbon
dioxide production plants in hot mix asphalt is approximately 2,500 tons per
year with the use of asphalt mixtures can reduce this amount to 1,700 tons.
It has been shown that crude palm containing good characteristics of purity and
meet the required control parameters can be used as viscosity reducer and
therefore can make a crude mixture - asphalt palm, in order to produce asphalt
mixtures warm.
This work was done experimentally in laboratory achieving satisfactory results
in terms of performance compared to warm asphalt hot mixes.
Based on the above it can be concluded that oil palm is a viable option for
reducing the viscosity of asphalt at lower temperatures and can be used in the
production of asphalt mixes option also can be included within the techniques
used for this purpose.
VIII
I N T R O D U C C I O N
Las carreteras son esenciales para el bienestar de la humanidad, tanto en
términos sociales como económicos, por eso innegable que su construcción,
mantenimiento y uso tienen un impacto negativo en el ambiente.
Para minimizar parte de esos impactos, la respuesta de los ingenieros ha sido
la producción y ampliación de mezclas asfálticas a temperatura reducida. En
esta línea, se ha desarrollado la técnica para producir las mezclas tibias, la cual
explora las distintas opciones y su eficacia a la hora de reducir el impacto
medioambiental en la construcción y mantenimiento de las carreteras
pavimentadas.
Efectivamente, una mayor concientización acerca del necesario sostenimiento
del medio ambiente ayudando a las estrictas regulaciones de emisiones de
gases por parte de los entes reguladores ha llevado a que se desarrollen
nuevas técnicas para la producción de mezclas de asfalto tibio (WMA, Warm
Mix Asphalt) con lo cual se busca reducir las altas temperaturas utilizadas en la
producción de las mezclas en caliente (HMA, Hot Mix Asphalt). En este
contexto, la Ingeniería Civil propone como principal innovación la utilización de
mezclas asfálticas en – tibio, con las cuales lo que se pretende es reducir las
temperaturas de mezclado, compactación y viscosidad de la mezcla asfáltica.
Consciente de la importancia que para el equilibrio ambiental tiene la utilización
de las mezclas de asfalto tibio, el presente trabajo de grado tiene como
propósito diseñar y producir en laboratorio mezclas asfálticas tibias a partir de
la mezcla asfáltica y aceite de crudo de palma.
Los beneficios esperados del proyecto se verían reflejados en la reducción del
consumo de energía durante la producción de la mezcla asfáltica y la reducción
de las emisiones tanto en la fase de producción como en la de colocación.
IX
1.1. Antecedentes de la Investigación
Las mezclas asfálticas se emplean en la construcción de firmes, ya sea
en capas de rodadura o en capas inferiores y su función es proporcionar
una superficie de rodamiento cómodo, segura y económica a los
usuarios de las vías de comunicación, facilitando la circulación de los
vehículos, aparte de trasmitir suficientemente las cargas debidas al
tráfico a la explanada para que sean soportadas por esta.
Por otra parte, entre los beneficiados de utilizar bioasfalto en las
condiciones de trabajo, podemos señalar los siguientes:
- Reducción de los humos azules ( componente volátiles orgánicos)
generados en la colocación de las mezclas asfálticas en caliente, con
los cuales los trabajadores aspiran menos cantidades de los mismos
- Menor consumo de combustible por parte de la maquinaria debido a
que con menos esfuerzo se obtienen altos valores de densidades de
la mezcla (Gandhi, 2008).
En la mayor parte de Europa y Estados Unidos se han utilizado una
serie de tecnologías las cuales se mencionaron anteriormente, en este
trabajo se utiliza el crudo de palma como aditivo redactor de viscosidad y
se investiga el potencial que tiene sobre la misma.
Se ha evidenciado que el crudo de palma que contenga buenas
características de pureza y cumpla con los parámetros de control
exigidos puede ser utilizado como redactor de viscosidad y por
consiguiente se puede hacer una mezcla crudo de palma – asfalto.
1
1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA
¿En qué medida el aceite de palma influye en la reducción de la viscosidad de los asfaltos?
1.3. Justificación del Problema
Los egresados de las universidades tienen el compromiso de asumir con
responsabilidad el reto de contribuir a mejorar las condiciones
medioambientales a partir del conocimiento adquirido en la academia en
este sentido ya no se trata solamente de ser socialmente responsable,
sino también, de asumir con la mejor disposición la responsabilidad
ambientan que cada uno desde su órbita profesional le compete.
El reto que hace el profesional de ingeniería civil, son reiteradas las
inquietudes que se generan en los proyectos de pavimentación de
mallas viables relacionadas con la mejor forma de reducir costos en la
materia prima, en la producción y desechos de materiales, a esta
situación, se suma la imperiosa necesidad ética, legal y ambiental, de
ayudar a la sostenibilidad del ambiente a través de la implementación de
alternativas que contribuyan a la minimización de impacto ambientales
negativos.
A partir de ello, el fundamento del presente trabajo ira en torno a una
solución para la producción de mezcla asfáltica, de forma que tal
reduzca el uso de alta calefacción aplicada sobre la mezcla para la
adhesión de partículas y con ello, disminuya significativamente el uso de
combustible fósil para alimentar dicho sistema de calefacción. Cabe
recordar que en la actualidad la oferta en soluciones para la producción
de mezclas asfálticas en el país, se limita únicamente a las mezclas en
caliente entre tanto, las firmas de pavimentos nacionales, no identifican
la necesidad de invertir en proyectos de investigación, desarrollo e
innovación para la implementación de nuevas tecnologías asfálticas, de
ahí la importancia del presente proyecto de investigación.
Desde la perspectiva medio ambiental, la realización del proyecto de
investigación que se plantea es relevante y está plenamente justificado,
pues se identifica con una necesidad surgida en el seno de la sociedad
actual, donde lo que se busca es brindar soluciones que además de
mejorar las condiciones de vida de los usuarios y reducir costo,
prevengan o por lo menos minimicen el deterioro medio ambiental.
1.4. Planteamiento del Problema
La construcción de carreteras, es una de las actividades de mayor
incidencia e impacto en la realización de obras de infraestructura y
ciertamente es uno de los rubros que contribuye de manera más eficaz y
eficiente en el mejoramiento de las condiciones de vida de la comunidad
a la cual se beneficia en particular y de la sociedad y el país en general.
El desarrollo de la infraestructura vial en nuestra ciudad, muestra la
necesidad de investigación en busca de nuevos materiales o de manejar
la calidad de los asfaltos existentes y así optimizar el funcionamiento de
las carreteras, ofreciendo soluciones a la problemática de las mismas.
Las temperaturas de fabricación y puesta en obra del aglomerado de las
mezclas asfálticas; son un problema para los trabajadores ya que las
emisiones de humos e hidrocarburos policiclicos aromáticos al que los
trabajadores están expuestos, afectan su salud. Una de las vías para
conseguir reducir las temperaturas de fabricación y extendido del
aglomerado es el empleo de ligantes de menor viscosidad.
Como solución, se han desarrollado algunas tecnologías destinadas a la
disminución de la temperatura mediante la reducción de viscosidad de
los ligantes asfálticos; existen varias tecnologías que proporcionan esta
reducción de las viscosidad a bajas temperaturas, entre otras podemos
mencionar: los sistemas de aditivos, sistemas a base de espuma,
zeolitas. La tecnología LEA, sistema de doble envuelta, entre otras.
2
El presente estudio incluyo modificaciones al ligante en mezclas
asfálticas. Se investigó el potencial del aceite crudo de palma como
agente reductor de la viscosidad en el asfalto. Escogiendo el porcentaje
óptimo de crudo de palma, que le proporcione al asfalto base la mayor
disminución de la viscosidad.
El propósito del presente trabajo es evidenciar que el crudo de palma
que contenga buenas características de pureza y cumpla con los
parámetros de control exigidos, puede ser utilizado como reductor de
viscosidad y por consiguiente, se puede hacer una mezcla crudo de
palma – asfalto, con el fin de reducir la temperatura de producción de las
mezclas asfálticas.
1.5. Objetivo General
Determinar la influencia del 1% de aceite de palma, con relación al peso
del asfalto; en la obtención del mayor potencial reductor de viscosidad
de 142 (poises).
1.6. Hipótesis General
Si aplicamos el 1% de adición de aceite de palma, con relación al peso
del asfalto. Entonces, obtendremos el mayor potencial reductor de
viscosidad de 142 (cent poises) con una temperatura de 150º.
1.7. Variables
- Variable Independiente : Aceite de Palma
- Variable Dependiente: Reducción de la Viscosidad
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